[發(fā)明專利]一種像差校正變焦透鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911137065.X
• 申請(qǐng)日: 2019-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN110806610B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代超宜;馬劍強(qiáng);范引彭;楊葉城;鐘貴明;婁軍強(qiáng);崔玉國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B3/14
• 分類號(hào): G02B3/14
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 高志光

一種像差校正變焦透鏡，它包括環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層、薄透射變形層、液體介質(zhì)、環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)、剛性平面玻璃、柔軟彈性薄膜、增透膜和伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層固定在薄透射變形層的外側(cè)面，薄透射變形層內(nèi)側(cè)面固定在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)的一端面上，所述柔軟彈性薄膜固定在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)下端內(nèi)部，所述密閉內(nèi)腔內(nèi)填充有無色可高透射率的液體介質(zhì)；所述伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)的另一端；所述薄透射變形層的外側(cè)中央無環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層固定的區(qū)域鍍有增透膜，該鍍有增透膜的區(qū)域和柔軟彈性薄膜中間無環(huán)形墊圈覆蓋區(qū)域?yàn)樽兘雇哥R的工作區(qū)域，伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中部為通光區(qū)域。本發(fā)明用于光學(xué)變焦成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)器件領(lǐng)域，涉及一種像差校正變焦透鏡。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)光學(xué)變焦成像系統(tǒng)都是使用具有固定焦距的樹脂或玻璃等透明物質(zhì)做成的一系列透鏡的組合，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積笨重、機(jī)械磨損嚴(yán)重、加工難度大等缺點(diǎn)，已無法滿足智能化光學(xué)設(shè)備對(duì)自動(dòng)化、智能化、微型化光學(xué)變焦系統(tǒng)的要求。柔性變焦透鏡卻僅僅是由一個(gè)可變焦的透鏡組成的，已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，柔性變焦透鏡通常由透明彈性薄膜和透明流體介質(zhì)等組成，通過改變透明彈性薄膜表面的曲率半徑來實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的焦距調(diào)節(jié)，已經(jīng)取得巨大的成功，但透明流體介質(zhì)自身重力的存在及介質(zhì)分布不均會(huì)引入像差，極大地影響成像效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種帶像差校正功能的變焦透鏡。該變焦透鏡可以有效校正由液體自身重力及介質(zhì)分布不均引起的像差以及其它常見的光學(xué)像差，進(jìn)一步提升了成像系統(tǒng)質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種像差校正變焦透鏡，它包括環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層、薄透射變形層、液體介質(zhì)、環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)、剛性平面玻璃、柔軟彈性薄膜、增透膜和伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層固定在薄透射變形層的外側(cè)面，薄透射變形層內(nèi)側(cè)面固定在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)的一端面上，所述柔軟彈性薄膜固定在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)下端內(nèi)部，薄透射變形層、柔軟彈性薄膜和環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)圍成一個(gè)密閉內(nèi)腔，所述密閉內(nèi)腔內(nèi)填充有無色可高透射率的液體介質(zhì)，所述剛性平面玻璃鑲嵌在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部以隔絕所述內(nèi)腔形成兩個(gè)填充液體介質(zhì)的腔室；所述伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)的另一端，所述伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述環(huán)形墊圈的一側(cè)面固接；所述環(huán)形墊圈的另一側(cè)面位于柔軟彈性薄膜的外側(cè)面下方，柔軟彈性薄膜在通過伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)環(huán)形墊圈的擠壓下，柔軟彈性薄膜的曲率半徑被改變；

所述薄透射變形層的外側(cè)中央無環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層固定的區(qū)域鍍有增透膜，該鍍有增透膜的區(qū)域和柔軟彈性薄膜中間無環(huán)形墊圈覆蓋區(qū)域?yàn)樽兘雇哥R的工作區(qū)域，伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中部為通光區(qū)域。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

本發(fā)明所述像差校正變焦透鏡既可實(shí)現(xiàn)大范圍焦距可調(diào)，剛性平面玻璃將整個(gè)內(nèi)腔分為兩個(gè)獨(dú)立腔室，柔軟彈性薄膜在環(huán)形墊圈擠壓下改變其表面曲率半徑，通過控制伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以改變?nèi)彳洀椥员∧さ谋砻嫘螤睿M(jìn)而改變透鏡的焦距。通過引入基于單壓電驅(qū)動(dòng)的多致動(dòng)器自適應(yīng)結(jié)構(gòu)，又可以有效校正由填充液體自身重力以及介質(zhì)分布不均等作用引起的像差以及其它常見的光學(xué)像差，進(jìn)一步提升成像系統(tǒng)質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中帶像差校正功能的變焦透鏡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中帶像差校正功能的變焦透鏡調(diào)節(jié)焦距的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中帶像差校正功能的變焦透鏡校正像差示意圖；

圖4為低階像差的示意圖。

圖中，1、環(huán)形壓電驅(qū)動(dòng)層，2、分立的多環(huán)扇形陣列電極層，3、壓電陶瓷片、4、環(huán)形電極層，5、薄透射變形層，6、環(huán)形固定支撐結(jié)構(gòu)，7、液體介質(zhì)，8、剛性平面玻璃，9、柔軟彈性薄膜，10、環(huán)形墊圈，A11、音圈電機(jī)推桿，A12、環(huán)狀音圈電機(jī)，13、增透膜。

具體實(shí)施方式